IBDP化學課程實驗體系探析

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的1篇IBDP化學課程實驗體系探析范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

ibdp(InternationalBaccalaureateDiplomaProgramme)課程是國際文憑組織(IBO)在綜合各國課程優勢的基礎上，為具有較強學習動機的全世界高中學生設計的。它致力于培養具有終生學習能力的國際公民，具有和諧均衡的課程體系、嚴格的評估，是現今影響最大的國際化課程。IBDP化學課程是由兩年時間來完成，分為兩個教學模塊:理論部分(80%)與實驗部分(20%)。理論部分:包括核心內容、提高內容和選修內容三部分。本文對IBDP化學課程實驗部分內容進行研究，希望能對我國高中化學實驗課程改革提供借鑒與啟示。

1、IBDP化學課程概述

化學課程屬于IBDP課程體系第四組“實驗科學”，提供高水平(HL)、標準水平(SL)兩個不同層級供學生選擇，這兩個層級在學習的深度、廣度和課時安排上有明顯差異。以高水平(HL)為例，其課時安排，見圖1。其中核心內容屬于兩個層級的必修內容，包含化學計量、原子結構、元素周期律、化學鍵、化學動力學、化學熱力學、化學平衡、酸堿體系、氧化還原、有機化學、測量與數據處理11個主題。提高內容僅為高水平層級的必修內容，在核心必修11個主題內容基礎上，進行更深入和更廣泛的進階學習。選修內容包含材料、生物化學、能源和藥物化學四個主題，任選其中一個主題學習。選修部分對學生的綜合能力和化學學科素養要求比較高。因此，對于標準水平層級學生，是在完成核心內容學習后才能進行選修學習。而對于高水平層級學生，則是完成核心內容和提高內容的基礎上，再進行選修學習［1］。課程評價是由外部評價(ExternalAssessment，簡稱EA)和內部評價(InternalAssessment，簡稱IA)兩部分構成。其中EA占80%，IA占20%，按權重計算總分，再參照標準轉化為7分制(1～7分)。外部評價(EA)為紙筆測試，分為卷1(Paper1)、卷2(Paper2)和卷3(Paper3)，共3場測試(詳見表1)。每年IBO將組織兩次全球統考，分別在5月和11月。而我國考生將在學習IBDP化學課程的第二年參加5月份的全球統考，類似于國內高考。內部評價(IA)為獨立探究實驗，每位學生無論高水平還是標準水平層級都需獨立完成“提出問題—設計實驗—獨立實驗—采集數據—分析數據—得出結論—撰寫實驗論文”這一完整的探究實驗流程。學生提交實驗論文后，先由授課教師依據參考標準評分并上傳分數。IBO將依據學校的考生數目，抽取樣本，由IBO閱卷人員進行二次評分，如果兩次評分存在差異，則全部考生分數進行調整，保證了全球考生內部評價(IA)分數的公平與公正。

2、IBDP化學課程實驗部分及評價方式述評

2．1課內實驗

IBDP化學課程中包含了9個必修課內實驗，要求時長共40h。由圖2可以看出，9個IBDP化學必修實驗中有7個我國高中化學必修教材中也有涉及，但是國內高中對于實驗的開設情況差異很大，大多數實驗僅為課堂演示或理論分析，學生動手機會很少。而在IBDP化學課程中，學生必修需完成40h實驗，并完成相應實驗報告以作業形式上傳，最后生成學生化學課程文件，并由授課教師遞交實驗記錄清單(PSOW)上傳IBO，只有達到了課時要求，才能參加最后的全球EA統考。從實驗類型分析，IBDP化學必修實驗主要為原理探究，以探究實驗突破知識障礙。而我國側重的許多性質實驗在IBDP化學課程中僅為高水平層級的必修實驗，學生可以從眾多的性質實驗中選擇感興趣的來完成。IBDP化學課程安排課內實驗課時40h，完成9個必修實驗后，剩余課時可安排課堂拓展實驗，由授課教師設定研究內容或學生自主開發探究實驗。每個學生最終的實驗記錄清單(PSOW)都是極具個性化的，這同時也給予了學生很大的自主空間發展他們的獨立思考能力、實驗操作能力、觀察能力、數據處理能力等各項實驗技能，在高中時期就逐步習得與大學相適應的能力水平。同時，這對于授課教師也提出了更高的要求，輔助學生開發實驗項目，指導學生進行實驗操作，每個學生或獨立或形成合作小組，授課教師進行針對性指導，這無疑需要不斷提升自我，終身學習與成長。例如，筆者開設了公園采集水樣分析溶解氧達標情況的實驗。學生實地采集多處水樣，對水樣進行預處理，氧化還原滴定，數據處理，誤差分析，結合生物環境等跨學科知識，給出公園不同水樣溶解氧達標情況的分析結論報告。又如，結合生活中的常見蔬菜水果，開發新的酸堿指示劑和電解質，完成中和滴定實驗、電解池探究實驗等。讓學生自由發揮，在實踐中充分理解酸堿的概念、電解池的原理、電解池與原電池的異同等核心化學知識。真正實現做中學，提升學生化學思維、動手實踐能力，培養學生濃厚的學習興趣，這和我國教學改革的指導方針不謀而合。

2．2跨學科合作課題研究

IBDP課程體系的第四小組為“實驗科學”組，包括化學、物理、生物學、環境系統、計算機、設計等。IBDP課程要求選修這組課程的每位學生都應完成一個跨學科合作項目。學生自由組合，形成4～6人的合作小組，在同一個戶外地點，針對感興趣的內容共同設計一個研究課題，這個課題會涉及學生選修學科的內容，并提出和學科相關的問題，開展探究活動，總時長為10h，包括課題設計2h，課題實施6h，成果展示和課題評價2h。例如:筆者所在學校，開展了以“游樂園環境與安全”為主題的探究項目，學生5～6人組成一個隊伍，含三個學科的成員。組隊后，每個隊伍自定選題，如“游樂園中的設備研究”。學化學的學生研究“設備老化后物質成分”、學生物的學生研究“設備表面的細菌滋生”，學物理的學生研究“設備運行加速度”。同組學生針對研究內容現場采集樣本，在校內完成相關實驗，跨學科分析、研討實驗結果，共同探尋設備老化的起因、設備老化后物質成分的變化、涉及反應與原理、設備表面的細菌滋生情況、設備成分與細菌滋生間的關系及影響、設備運行加速度情況、設備老化后是否出現裂紋，其結構、零部件形狀及大小是否發生相對變化而誘發疲勞載荷，對運行造成的影響等，并共同撰寫實驗報告，完成成果匯報展示。項目的宗旨是強調跨學科間的聯系，有利于學生產生知識碰撞，構建跨學科的學習視野，讓學生關注科學探究的過程而非結果，培養學生的科學思維能力、探究實踐能力和團隊協作能力。項目實施后，學生需要每組提交一份報告、一篇項目反思記錄在個人成長檔案中，并在展示課上分享交流。團隊成員從問題生成到科學實驗、從數據分析到結論分享。每一個環節緊密相扣，協作交流，攻克困難，共同成長。在探尋科學真理的過程中，不斷提升個人與團隊素養，收獲共享學習的快樂與成就。

2．3內部評價(IA)

IA占IBDP化學課程總成績的20%，要求學生依據興趣愛好設計一個完整的探究實驗，“提出問題設計實驗獨立實驗采集數據分析數據得出結論”，并撰寫一份6～12頁的實驗論文。這對學生的綜合能力提出了很高的要求，是極具挑戰的評價考核。學生自行選題，可以源于課本又高于課本，可以從生活中獲得科學問題的靈感，提出含自變量與因變量的問題，開展正式的實驗探究，圍繞問題設計多組平行實驗，獲取實驗數據，對數據進行誤差分析、信度與效度分析，再對數據進行詳盡的分析解讀，從不同角度演繹實驗數據，尋求與探究問題間的關系，該結論未必是一個確定的結果，但一定是具體的、清晰的、與數據緊密關聯的。旨在培養學生鉆研科學的精神、多維度的科學思維素養、實驗探究能力和數據分析能力。IBDP課程對IA論文評分有具體的評價標準，見表2?？偡譃?4分，由五個評分維度構成。由表可知，高質量的IA論文并不在于選題內容的高深，而是在于研究問題的創新性、可探究性，研究方法的匹配性、對數據科學準確的處理與解讀、與數據緊密關聯的結論等方面。關于創新性要求，學生的選題不能與課內實驗相同，應探索研究未知，由學生自己設計，教師指導幫助，結論可以是不確定的、發散的。在此過程中，授課教師的角色主要是給予學生一定程度的選題指導，然而并不直接肯定或否定。在學生實驗過程中給予一定操作上的技術支持，并對學生提交的論文初稿給予評價，而且只能為學生的初稿給予指導，后期如再進行過度的指導和評價都是不符合IB規則的。

3、對我國高考改革和化學實驗課程設置的啟示

IB對學習者提出了十項必備的素養———“積極探究、學識淵博、善于思考、善于交流、要講原則、頭腦開明、關心他人、勇于挑戰、身心平衡和善于反思”。顯示出其重視培養學生全面發展和具備科學素養的教育理念。IB化學實驗課程的特點主要表現為以下三個方面:

3．1注重化學原理的理解

IBDP化學課程設置的9個必修實驗中更多為化學原理的探究實驗，原理部分恰好也是化學學習的難點，學生往往存在迷思概念，難以突破。以做代講，從實驗中去領悟抽象的概念和原理，不失為一個妙計。EA統考時，會給學生發一本小冊子，列出需要用到的化學公式等，供答題和計算時查閱?？梢钥闯觯琁BDP化學教學更注重化學原理的理解而不是記憶。從課內實驗40h時長設置來看，教學中十分注重實驗技能的培養，要求學生具有辯證思維、獨立思考及動手實踐的能力，而這正是學習化學的根本。

3．2培養學生科研能力和論文寫作能力，為進入大學打好基礎

從IBDP化學課程的評價體系中，IA占20%，可以看出IB組織十分注重綜合實驗探究能力的培養，在此過程中，學生要獨立設計完整的探究實驗，設置自變量和因變量，完成實驗探究，采集數據和對數據處理分析。這里不得不說，在化學實驗課程中，有一個主題為“測量和數據處理”，討論了系統性誤差、隨機誤差、精確度和準確度，結合具體的實驗探究，使學生同時在理論和實踐的層面理解誤差產生的原因以及如何正確地處理誤差，能夠合理地使用有效數字，確定實驗結果的合理性，做好信度和效度分析。深層次地培養了學生的科研基本功，提高了學生的科學素養和論文寫作能力，為進入大學做好了充足的能力儲備，這也是IBDP能成為最具國際影響力的課程，且深受世界一流大學歡迎的原因。

3．3培養跨學科的科學視野和團隊協作能力

IB組織要求所有學習第四小組“實驗科學”的學生都要參加合作課題研究，選題可以與科學技術、社會倫理、環境保護等相關，并結合學生的學科背景，將問題拆解成各學科的子問題，進行深度挖掘與實驗探究。匯總各子問題所得的初成果，組員進行跨學科思維碰撞，逐步理解科學規則與科學方法間的關系，嘗試從多學科角度對初成果進行綜合分析，得到研究結論。最后小組共同完成一份實驗報告與成果展示。IB課程強調了跨學科間的協作，幫助學生構建學科間的聯系，鼓勵學生積極溝通配合，增強對科技和環境、倫理和道德等方面的認識，從個人思考延伸至團隊鉆研，單一學科上升至跨學科視野，團隊合作給予了學生全方位提升自我的機遇，讓一切未知化身可能，指引了對未來教育的探索。

參考文獻:

［1］InternationalBaccalaureateOrganization:DiplomaProgramChemistryguide-Firstassessment2016．Cardiff，Wales，2014．［EB/OL］．

［2］唐盛昌，李英主編．高中國際課程的實踐與研究總論卷［M］．上海:上海教育出版社，2011．

作者:曹璨 單位:深圳市高級中學